Физикам удалось заглянуть в ящик Шредингера — Naked Science
5 минут
Редакция

Физикам удалось заглянуть в ящик Шредингера

Широко известен мысленный эксперимент Эрвина Шредингера. Не открыв ящик, невозможно узнать, жива или мертва заключенная в ней кошка. Однако ученым удалось обойти фундаментальный закон природы.

7990286186_2b6e7674a5_b
©Wikipedia

До сегодняшнего дня для измерения квантовой системы с 27 состояниями требовались многочисленные эксперименты, отнимающие огромное количество времени. Техника восстановления многомерного состояния называется квантовой томографией, аналогично процессу, широко применяемому в медицине, когда из двумерных картинок создается 3D-изображение.

 

Специалистам из университета Рочестера удалось разработать альтернативный метод прямого измерения квантового состояния, для которого требуется лишь один единственный эксперимент без последующей обработки результатов.

 

Работа ученых представляет огромный интерес, поскольку эффективный метод определения квантового состояния может найти широкое применение при создании новых систем передачи информации с высокой степенью безопасности, а также для понимания фундаментальных законов квантовой физики.

 

Техника прямого измерения была впервые открыта в 2011 году учеными из Национального научно-исследовательского совета Канады, которые использовали ее для определения местоположения и момента фотонов. В прошлом году исследовательская группа из Оттавы показала, что новая методика может быть использована для измерения состояний поляризации света. В представленной на прошлой неделе работе ученые, наконец, применили эту разработку к дискретной многомерной системе.

 

Идея методики состоит в следующем: проводится не одно, а два измерения квантовой системы подряд: сначала «слабое», а затем «сильное». Каждое измерение согласно принципу неопределенности Гейзенберга разрушает квантовое состояние, приводя к коллапсу волновой функции. Однако первое измерение настолько «слабо», что привносит с собой лишь слабые помехи, не разрушающие систему.

 

«Это все равно, что тайком заглянуть в ящик Шредингера, ? улыбается доктор Мехул Малик из исследовательской группы профессора Бойда. ? «Первое измерение фактически неудачное, поскольку не дает точно определить, жива ли кошка или подохла. Но какую-то информацию о здоровье животного мы все же получаем, и если повторить измерение несколько раз, можно с большой долей вероятности сказать о состоянии кошки Шредингера».

 

По утверждению Малика, «слабое» измерение не разрушает квантовое состояние, позволяя определить в последующем, «сильном» измерении, уже другой параметр системы.  

 

Затем последовательность таких измерений повторяется для одинаково приготовленных квантовых систем до тех пор, пока не удастся определить волновую функцию с необходимой степенью точности.

 

Статья, посвященная новой разработке исследователей, опубликована в журнале Nature Communications.

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

Вчера, 19:01
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

Вчера, 20:48
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые создали компьютерную сеть, которая имитирует человеческий мозг. Благодаря ей удалось выяснить, как человек обрабатывает движущиеся изображения, и понять, как появляются оптические иллюзии.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

Вчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

23 февраля
4 минуты
Виктория Сафронова

Звук — шум от передвижения марсохода — записан одним из его микрофонов.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: